FR2576912A1 - Procede de fusion d'aluminium et four a cuve verticale pour la mise en oeuvre de ce procede - Google Patents
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Abstract
SUIVANT CE PROCEDE ON CHAUFFE A PEU PRES ENTIEREMENT PAR CONVECTION UNE CHARGE D'ALUMINIUM CONTENUE DANS LA CUVE D'UN FOUR A CUVE VERTICALE. LE FOUR PRESENTE EN SECTION UNE FORME CYLINDRIQUE ET COMPORTE UNE SOLE24 AYANT UNE PARTIE CONIQUE46 INCLINEE VERS LE BAS EN DIRECTION D'UN CHENAL DE COULEE26. DES BRULEURS32, 36 SONT DISPOSES AUTOUR DE LA CHAMBRE DE FUSION12 DU FOUR AU-DESSUS DE LA SOLE24 AVEC LEURS AXES INCLINES VERS LE BAS ET DIRIGES VERS UNE PARTIE OPPOSEE DE LA SOLE AFIN D'EVITER UN SOUFFLAGE DE L'ALUMINIUM FONDU, SEMI-FONDU OU SOLIDE DANS LES OUVERTURES DE BRULEURS. LES AXES DES BRULEURS32, 36 SONT SITUES DANS DES PLANS VERTICAUX NE COINCIDANT PAS QUI SE COUPENT EN UN POINT DECALE PAR RAPPORT A L'AXE DE LA CHAMBRE DE FUSION12.
Description
La présente invention concerne les fours et les
procédés pour la fusion du métal, et elle est particuliè-
rement relative à un four à cuve verticale et à un procédé pour la fusion de l'aluminium et de ses alliages dans un tel four. Il est bien connu de fondre des métaux ferreux et quelques métaux non ferreux, tels que du cuivre, dans des four à cuve verticale, par exemple au moyen des fours décrits dans les brevets suivants:
US-A-2.283.163
US-A-3.199.977
US-A-3.715.203
US-A-3.759.699
US-A-3.788.623
US-A-4.129.742
US-A-4.243.209
UJS-A-4.311.519
US-A-4.315.755
US-A-4.375.352
Un autre four connu, utilisable pour la fusion de l'aluminium est décrit dans US-A-3.809.378. Ce four comprend en combinaison une chambre primaire de fusion avec un carneau vertical et une chambre secondaire de fusion reliée à la chambre primaire. La chaleur est transférée au métal par convection dans la chambre primaire de fusion o il est à demi fondu en utilisant un brtleur à grande vitesse. Le métal à demi fondu s'écoule ensuite
dans la chambre secondaire dans laquelle il est complète-
ment fondu par chaleur rayonnante.
D'une façon caractéristique l'aluminium et ses alliages sont fondus dans un four à réverbère qui diffère d'un four à cuve verticale principalement dans la façon dont la chaleur est transférée à l'aluminium. Dans un four à réverbère, la chaleur est transférée au métal à fondre principalement par rayonnement par les parois du four, et dans une mesure moindre, par conduction de chaleur du métal fondu au métal solide. Au contraire, le transfert de
chaleur au métal dans un four à cuve s'effectue principa-
lement par convection, seule une quantité négligeable de chaleur étant transférée soit par rayonnement par les parois du four soit par conduction. En ce qui concerne la fusion du métal, on sait d'une façon générale que les fours à cuve sont environ deux fois aussi efficaces que les fours à réverbère en termes de taux de consommation de gaz par unité de poids du métal fondu, en Jkg. Cependant, les fours à cuve n'apparaissent pas avoir été utilisés dans une mesure importante dans l'industrie de l'aluminium pour la fusion
de celui-ci et de ses alliages.
On a trouvé qu'un problème associé à la fusion T5 de l'aluminium ou de ses alliages par convection dans un four à cuve en utilisant des brûleurs classiques à grande vitesse est la tendance de l'aluminium métallique à faible densité, en particulier l'aluminium sous forme de petits fragments, à 9tre soufflé par les gaz à grande vitesse
contre les parois du four, pluttt que de tomber par gra-
vité sur la sole du four. On a de plus constaté que l'alu-
minium fondu, semi fondu, et solide peut également 9tre "soufflé" par les gaz à haute vitesse du brtleur dans d'autres brûleurs et ouvertures de br leurs disposées autour de la paroi du four, provoquant ainsi l'inefficacité du four, des blocages potentiels des brtleurs et des frais
d'entretien du four notablement accrus.
Une façon de résoudre les problèmes ci-dessus
consiste à diminuer notablement la vitesse des brAleurs.
Cependant, la vitesse de fusion est directement proportion-
née à la vitesse des brûleurs, et il est hautement préfé-
rable que la vitesse des brûleurs soit rendue maximale en fonction du type et de la forme de l'aluminium à faire fondre. Une autre façon de résoudre le problème du "soufflage" de l'aluminium est d'utiliser le four décrit dans le brevet précité US-A-3.809.378 qui comporte
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seulement un brtleur unique à grande vitesse dirigé diamétralement en travers de la chambre primaire de fusion vers l'ouverture dans la chambre secondaire. De cette façon tout aluminium fondu, semi fondu ou solide "soufflé" à travers la chambre primaire par les gaz à grande vitesse du brileur est dirigé dans la chambre secondaire de fusion ou portion de réverbère du four o il est soumis à un chauffage et à une fusion dans des conditions de transfert de chaleur moins qu'optimales, c'est-à-dire par chauffage
par rayonnement au lieu de chauffage par convection.
Un autre problème associé à la fusion de l'alu-
minium métallique dans un four à réverbère est le risque d'explosion qui résulte de la contamination du métal
chargé dans le four par l'humidité. Si une humidité quel-
conque est enfermée dans le métal lorsqu'il est chargé dans un four chaud contenant un bain d'aluminium en fusion, c'est-à-dire une sole "humide", l'humidité est susceptible de s'évaporer rapidement avec une dilatation en volume
résultante qui peut provoquer une explosion potentielle-
ment dangereuse. La possibilité d'une telle explosion dans un four à cuve est très éloignée du fait qu'un tel four est de façon caractéristique un four à "sole sèche" et du fait que le métal est chargé dans le four à la partie supérieure de la cuve o il est pré-chauffé par convection, ce qui provoque avantageusement l'évaporation de toute
l'humidité de la charge.
Compte tenu des limitations et des inconvénients précités des fours de la technique antérieure ainsi que
d'autres inconvénients non spécifiquement indiqués ci-
dessus, il apparalt qu'il existe toujours dans la techni-
que un besoin d'un four à cuve verticale qui soit conçu spécialement pour la fusion efficace de l'aluminium et de ses alliages, et pour un procédé perfectionné de fusion de l'aluminium et de ses alliages par convection dans un four à cuve verticale. L'invention a par conséquent pour but principal de satisfaire à ce besoin en fournissant un four
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à cuve verticale utilisant un agencement nouveau et perfectionné de brûleurs montés dans les parois latérales du four, ces brtleurs étant nouvellement orientés par rapport à la charge de métal et à la sole du four de façon à éliminer ou supprimer les problèmes associés à la fusion de l'aluminium et de ses alliages avec des brUleurs à
grande vitesse dans un four à cuve.
D'une façon plus particulière, un but de l'invention est de fournir un four à cuve verticale pour la fusion d'aluminium, comportant une pluralité de brAleurs inclinés vers le bas, montés dans les parois latérales du four, l'axe de chaque brtleur étant orienté de façon à frapper une partie de la sole du four pour maintenir celle-ci chaude et pour éviter un soufflage de
l'aluminium en travers du four.
L'invention a encore pour buts: - de fournir un procédé de fusion d'aluminium et ses alliages dans lequel le transfert de chaleur au métal es.t obtenu à peu prés entièrement par convection plutôt que par rayonnement; - de fournir un four à cuve verticale pour la fusion d'aluminium, dans lequel la fourniture de chaleur pour fondre complètement une charge d'aluminium s'échelonne depuis aussi peu que 1. 394 kJ/kg Jusqu'à 3.486 kJ/kg avec une fourniture moyenne de chaleur d'environ 2.324 kJ/kg ou moins; - de fournir un four à cuve verticale pour la fusion d'aluminium et de ses alliages ayant une sole concave fortement inclinée conformée de façon à permettre au métal en fusion de s'écouler rapidement de la sole et ainsi d'éviter de former un bain d'aluminium fondu sur la sole du four; - de fournir un four à cuve verticale pour fondre
de l'aluminium et ses alliages qui puisse démarrer rapi-
dement à froid et être encore plus rapidement arrêté; - de fournir un four à cuve verticale capable de fondre une variété de types et de formes de matériaux contenant de l'aluminium, tels que de petits morceaux d'aluminium, des bottes en aluminium pour boissons, des lingots ou des gueuses d'aluminium de 14 kg et des mères- gueuses d'aluminium de 450 et 900 kg; - de fournir un procédé hautement efficace pour fondre à peu près complètement de l'aluminium et ses
alliages par convection dans un four à cuve verticale.
Ces buts sont atteints suivant le procédé et
l'appareil de l'invention au moyen d'un four à cuve verti-
cale ayant dans son ensemble une section transversale cylindrique, ayant des parois réalisées en un matériau réfractaire approprié tel que par exemple des briques de carbure de silicium soutenues par des briques réfractaires à haute capacité et une isolation pouvant 9tre coulée, le tout enfermé dans une enveloppe cylindrique en acier. Le four comporte une sole réfractaire coulée nouvelle ayant une forme concave, dans son ensemble conique, qui est fortement inclinée vers un chenal de coulée de sortie s'étendant radialement à l'extérieur depuis le point le plus bas de la sole. Il est prévu dans les parois du four une pluralité d'ouvertures pour brfleurs, le nombre de rangées de brfleurs et le nombre de brUleurs dans chaque rangée étant fonction de la capacité prévue pour le four et, dans une certaine mesure, du type de matière contenant
de l'aluminium devant 9tre fondue dans le four.
Un tunnel, ayant un chemisage réfractaire et une voute incurvée, est relié au four à cuve verticale au voisinage de la sole de façon à se trouver au-dessus du chenal de coulée. L'extrémité la plus interne du tunnel coupe la paroi cylindrique du four et l'extrémité plus externe, ouverte, du tunnel est fermée par une porte
d'accès montée de façon à pouvoir pivoter dans des posi-
tions d'ouverture et de fermeture au-dessus de l'extrémité ouverte du tunnel éloignée du four. Un brûleur est monté
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au milieu de la porte d'accès de façon que dans la posi-
tion de fermeture de la porte, la flamme du brûleur soit inclinée vers le bas afin de frapper suivant l'axe du
chenal de coulée.
L'agencement de la première rangée ou rangée la plus basse de brtleurs dans le four au voisinage de la sole est important pour atteindre certains des buts de l'invention. Dans le mode de réalisation préféré qui va
9tre décrit ci-après, il est prévu quatre brûleurs dispo-
sés de façon inégalement espacée angulairement de la paroi du four. Les deux brûleurs éloignés du chenal de coulée sont agencés avec leurs axes décalés d'environ 35 dans le sens horaire et dans le sens anti-horaire, respectivement, à partir d'un plan vertical contenant l'axe de la cuve et l'axe du chenal de coulée, tandis que les deux brûleurs les plus proches du chenal de coulée sont agencés avec leurs axes décalés d'environ 60 dans le sens horaire et dans le sens anti-horaire respectivement à partir de ce
plan vertical.
Dans le mode de réalisation décrit, les axes des quatre brûleurs de la première rangée sont disposés dans des plans verticaux qui se coupent en un point décalé par rapport à l'axe géométrique de la cuve cylindrique du four dans une direction le long du plan vertical à travers l'axe du chenal de coulée. L'orientation des axes des brûleurs telle que décrite ci-dessus fournit un écoulement de gaz chauds ayant une vitesse relativement élevée, qui dirige de façon avantageuse l'aluminium métallique fondu sur la
sole vers le chenal de coulée.
Chacun des quatre brtleurs de la première rangée est incliné vers le bas de façon que son axe coincide dans l'ensemble avec la pente de la partie conique de la sole immédiatement sous-jacente à ce brûleur. Dans le mode de réalisation décrit, l'inclinaison conique de la sole et l'inclinaison des axes des brûleurs vers le bas à partir de l'horizontale sont toutes deux d'environ 30 . Du fait
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que la sole concave est également inclinée vers le bas vers le chenal de coulée, la hauteur des deux brtleurs situés adjacents au chenal de coulée est inférieure à la hauteur des deux autres brûleurs éloignés du chenal, de manière que les hauteurs des flammes des br leurs au-dessus
de la surface de la sole soient toutes à peu près uni-
formes.
Dans le mode de réalisation décrit, chaque brt-
leur de la première rangée est orienté vers le bas et est positionné dans une ouverture respective pour brfleur de façon que sa flamme soit dirigée dans son ensemble vers un quadrant de la partie concave de la sole. De plus, comme indiqué plus haut, les axes des brûleurs ne sont pas également espacés angulairement autour de la paroi du four, mais sont disposés de façon que leurs axes soient situés dans des plans différents, ne coincidant pas mais se coupant.
La combinaison décrite ci-dessus du positionne-
ment et de l'orientation des axes des brûleurs assure qu'aucun aluminium métallique fondu, semi-fondu ou solide n'est soufflé par les flammes de br leurs en travers du four et dans les brqleurs ou les ouvertures pour brûleurs sur la paroi opposée du four, mais tombe plut8t sur la sole inclinée, dans un état fondu, et s'écoule rapidement
jusqu'au chenal de coulée vers le trou de coulée du four.
Le chenal de coulée est de préférence venu de matière par coulée avec la portion concave de la sole et
présente une section transversale qui est dans son ensem-
ble en V avec un fond plat disposé au sommet du V et s'étendant dans le sens longitudinal du chenal. Les surfaces du chenal coupent les surfaces coniques de la sole, inclinées vers le bas, et sont construites de façon à former une transition régulière un peu convexe-entre le chenal et la sole concave. Le chenal est incliné vers le bas depuis la sole suivant un angle d'environ 15 et le fond plat du chenal s'étend-dans un plan incliné jusqu'au
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centre de la sole et l'axe de la cuve cylindrique, et réalise ainsi une portion analogue à une rigole dans laquelle l'aluminium fondu s'écoule régulièrement et rapidement depuis le milieu de la sole Jusqu'au trou de coulée. L'extrémité radialement la plus externe du chenal de coulée forme un coude à angle droit et conduit au trou de coulée du four. D'une façon caractéristique, pendant les opérations de fusion de l'aluminium, une "peau" d'aluminium et d'oxyde d'aluminium solidifiés se forme sur le fond plat du chenal de coulée à partir de la sole jusqu'au trou de coulée et l'aluminium fondu s'écoule au-dessous de la peau solidifiée, o il est avantageusement protégé de l'oxydation.
Le four peut être allumé soit avec un combusti-
ble gazeux soit avec un combustible liquide, un combusti-
ble gazeux étant cependant préféré. Un brtleur classique approprié pour tre utilisé avec le four à cuve verticale de l'invention est celui décrit dans US-A-4.301.997. Un
appareil et un procédé appropriés pour commander le brt-
leur précité sont décrits dans US-A-4.239.191 et 4.211.555 respectivement. Si on utilise un combustible liquide non vaporisé, le four suivant l'invention peut 9tre mis en oeuvre suivant le procédé et l'appareil décrits dans US-A-4.375.352. Malgré que les brAleurs précit6s soient particulièrement utiles pour fondre du cuivre, et
par conséquent aient une vitesse de combustion relative-
ment élevée, en raison de l'agencement de brtleurs suivant l'invention il est possible d'utiliser une telle vitesse des brtleurs dans le présent four à cuve verticale pour
fondre de l'aluminium et ses alliages.
D'autres caractéristiques et avantages de
l'invention apparaîtront au cours de la description qui va
suivre faite en se référant aux dessins annexés donnés uniquement à titre d'exemples et dans lesquels: la Fig. 1 est une vue en élévation latérale et en coupe partielle du four à cuve verticale suivant l'invention; -9-
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la Fig. 2 est une vue schématique en plan montrant l'agencement des brtleurs dans le four; la Fig. 3 est une vue partielle en section montrant un agencement caractéristique de brûleurs dans la paroi latérale du four; la Fig. 4 est une vue en perspective montrant la configuration de la sole et du chenal de coulée du four
suivant l'invention; -
la Fig. 5 est une vue partielle en section
montrant la configuration de la sole et du chenal de cou-
lée, considérés à partir de la porte d'accès du tunnel.
En se référant maintenant en détail aux dessins, on a représenté à la Fig. 1 un four à cuve verticale suivant l'invention pour fondre de l'aluminium et des alliages d'aluminium, désigné dans son ensemble par la référence 10. Le four 10 est dans son ensemble allongé, de préférence de forme cylindrique, et délimite une chambre intérieure cylindrique de fusion 12 qui est adaptée pour 9tre chargée par gravité avec de l'aluminium d'une façon classique par l'intermédiaire d'une ouverture (non représentée) dans la partie supérieure du four. La hauteur du four est déterminée sur la base de la vitesse désirée de fusion. Malgré que la hauteur théorique du four doive 7tre suffisamment grande pour assurer le transfert de toute l'énergie calorifique à la charge de métal, des limitations de frais, de capacités de chargement du four et de charge par rapport au frottement sur la paroi du
four imposent une hauteur pratique pour celui-ci.
La paroi 14 du four comprend une enveloppe
externe cylindrique 16 en acier avec un chemisage réfrac-
taire composite 18 et une couche d'un isolant pouvant être
coulé (non représenté) entre l'enveloppe 16 et le chemi-
sage réfractaire 18. D'une façon avantageuse le chemisage
réfractaire 18 est constitué d'une couche, la plus inter-
ne, d'un matériau réfractaire approprié tel que par exemple des briques de carbure de silicium appuyées sur
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des briques réfractaires à haute capacité. On peut utiliser n'importe quel chemisage réfractaire approprié pour autant que celui-ci soit apte à résister aux températures
élevées dans la chambre de fusion et au frottement engen-
dré entre le chemisage et la charge de métal. Le four 10 comporte un sol 20 également formé de briques en matière réfractaire et soutenu sur un fond 22 en acier. La sole 24 du four est formée d'une matière réfractaire pouvant 9tre coulée et présente dans son ensemble une configuration concave inclinée vers un chenal de coulée 26 d'une seule pièce tel que décrit de façon
plus détaillée dans la suite.
Un tunnel 28 d'accès ayant une voûte inclinée est relié à la chambre de fusion 12 du four et est situé
au-dessus du chenal de coulée 26. Le tunnel 28 est égale-
ment chemisé avec une matière réfractaire appropriée, telle que des briques de carbure de silicium, de la même façon que les murs de la cuve du four. Le tunnel 28 est fermé à son extrémité éloignée du four par'une porte d'accès 30 qui comprend un matériau réfractaire coulé dans
un bâti de porte en acier.
Dans le mode de réalisation décrit ici, le four comporte cinq brtleurs. Quatre brûleurs 32, 34, 36, 38 (seuls les brûleurs 32 et 36 sont visibles à la Fig. 1) sont montés dans des orifices pour brûleurs dans les parois du four, immédiatement au-dessus de la sole 24, et
un brtleur 40 est monté dans la porte 30 du tunnel d'accès.
Les brfleurs 32, 40 sont de préférence alimentés avec un gaz naturel et peuvent être du type décrit dans US-A-4.301.997. Pour des fours ayant une capacité de fusion plus grande, on peut monter une ou plusieurs rangées supplémentaires de brûleurs dans les parois du four comme représenté par la rangée d'orifices 42, 44 représentée en trait interrompu à la Fig. 1. 24 La configuration de la sole unitaire réfractaire? est représentée en section à la Fig. 1, en perspective à
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la Fig. 4 et en élévation, vue du tunnel d'accès, à la Fig. 5. La sole 24 comprend une portion concave 46 ayant dans son ensemble une forme conique, qui est fortement inclinée vers le chenal de coulée de sortie 26 du four. La portion concave de la sole, immédiatement au-dessous des br.leurs 32, 34 présente une pente conique ou inclinaison d'environ 30 dans le mode de réalisation décrit, bien que cette inclinaison puisse varier d'environ 15 à environ L:5 . La portion concave de la sole au-dessous des brûleurs 36, 38 présente dans son ensemble une forme conique, mais est incurvée vers le bas et est un peu concave en direction du chenal de coulée 26 afin de former avec celui-ci une
surface régulière de transition.
Le chenal de coulée 26 est de préférence incliné vers le bas suivant son axe d'environ 15 approximativement à partir du centre de la portion concave 46 et forme un coude à angle droit vers le trou de coulée du four. Comme représenté a la Fig. 5, le chenal 26 comprend une gorge ayant dans son ensemble une forme en V avec un fond plat
qui s'étend jusqu'au centre du four.
La configuration concave fortement inclinée décrite ci-dessus de la sole 24 et du chenal de coulée 26 du four est avantageuse en ce qu'elle a pour résultat un écoulement rapide de l'aluminium fondu depuis tous les points de la sole jusqu'au trou de coulée, entretenant
ainsi une "sole sèche".
En se référant maintenant à la Fig. 2, on a représenté l'agencement préféré des brtleurs 34-40 dans le four 10. Les axes des deux brûleurs 32, 34 éloignés du chenal de coulée, c'est-à-dire les brâleurs arrière, sont orientés suivant un angle d'environ 35 dans le sens horaire et dans le sens anti-horaire respectivement, par rapport à un plan vertical P qui contient l'axe central du chenal. Les axes des deux br leurs avant 36, 38 adjacents à chaque cUté du chenal de coulée sont orientés suivant un
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angle de 60 dans le sens anti-horaire et dans le sens horaire respectivement, par rapport au plan vertical P. L'axe du brtLleur 40 dans la porte 30 du tunnel d'accès coincide avec le plan vertical P. Comme mieux représenté à la Fig. 2, l'intersec- tion B des plans contenant les quatre brûleurs 32-38 est
décalée de l'axe géométrique vertical 0 du four cylindri-
que 10 d'une distance D dans la direction du chenal de coulée 26. Le degré du décalage D peut varier mais est de préférence d'environ 10 à 15 % du diamètre interne du four. La combinaison de l'orientation angulaire des brtleurs 32-38 et du décalage D des axes de brtleurs par rapport à l'axe du four 0 a pour résultat un écoulement net des gaz chauds de brtleurs vers le chenal de coulée, qui contribue avantageusement à maintenir la sole du four à l'état sec et améliore l'écoulement de l'aluminium fondu
vers la sortie du four.
La Fig. 3 montre l'inclinaison notable du brt-
leur 34 vers le bas, qui est caractéristique de tous les brûleurs 32-38 dans la paroi 14 du four. Dans le mode de
réalisation préféré, l'inclinaison de chaque axe de brt-
leur est d'environ 30 et correspond ainsi à la pente de
celle des portions ----------- de la sole disposée immé-
diatement au-dessous du brAleur. Si la pente de la sole s'écarte de 30 , l'inclinaison des axes de brOleurs est de préférence dans toute la mesure du possible agencée pour correspondre à cette pente, de façon que les axes des flammes de brûleurs soient maintenus à une distance à peu près constante de la sole pour favoriser uniformément la fusion de la charge d'aluminium au voisinage de la sole et éviter ainsi des points chauds et des vides potentiels dans la charge d'aluminium, qui pourraient avoir pour
résultat une fusion non uniforme.
Comme on le voit mieux à la Fig. 1,s la position verticale des brûleurs avant 36, 38 sur la paroi 14 du
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four est plus basse que celle des brûleurs arrière 32, 34, et la différence de hauteur est voisine de la chute verticale de la sole à l'emplacement du brileur en raison
de la pente prononcée de la sole vers le chenal de coulée.
Grâce à cette construction, les flammes dans tous les brleurs 32-38 sont maintenues à une hauteur à peu près
uniforme au-dessus de la sole.
Une raison principale pour l'inclinaison importante des brûleurs 32-38 vers le bas est d'empêcher l'aluminium de faible masse spécifique ou l'alliage d'aluminium devant 9tre fondu d'8tre "soufflé" par les flammes à grande vitesse des brfleurs en travers du four
et dans un orifice de brtleur sur la paroi opposée du four.
La combinaison de l'agencement angulairement inégal des brûleurs autour de la paroi du four et l'inclinaison des br.leurs vers le bas astreignent les flammes du brûleur à etre dirigées dans un quadrant respectif opposé de la portion concave 46 de la sole 24. La sole forme ainsi un arrêt pour tout aluminium fondu, semi-fondu ou solide "soufflé" en travers du four par le choc des gaz à haute vitesse. Le brnleur 40 et la porte d'accès au tunnel sont de préférence inclinés suivant un angle plus petit que les brtleurs 32 à 38, c'est-à-dire d'environ 15 suivant l'exemple décrit, avec une plage préférée de 10 à 30 . Une raison de l'orientation du brûleur 40 avec une inclinaison inférieure ou plus faible avec celle des brâleurs 32-38 est d'éviter tout engorgement dans l'écoulement du métal en fusion provenant du chenal de coulée, provoqué par 3', l'écoulement des gaz chauds dans une direction opposée à l'écoulement du métal fondu. La vitesse des gaz du brûleur peut également 9tre réglée afin de réduire tout effet
contraire a l'écoulement du métal fondu.
La fonction principale du brtleur 40 est de maintenir une température élevée dans le tunnel et le chenal de coulée. D'une façon avantageuse le brûleur 40
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dirige son échappement dans la cuve verticale du four et
transfère ainsi également de la chaleur à la charge d'alu-
minium, principalement par convection.
Bien entendu l'invention n'est pas limitée au mode de réalisation représenté et décrit qui n'a été
choisi qu'à titre d'exemple.
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Claims (16)
1. Procédé pour fondre de l'aluminium ou ses alliages caractérisé en ce qu'il comprend les phases consistant: à charger un four à cuve verticale d'aluminium ou d'un alliage dtaluminium; à transférer à peu près complètement par convection une quantité suffisante de chaleur audit aluminium ou audit alliage d'aluminium pour le faire fondre; et à extraire du four à cuve verticale
1 aluminium ou l'alliage d' aluminium fondu.
- 2. Procédé suivant la revendication 1, dans lequel la fourniture moyenne de chaleur dans ledit four est comprise dans la plage de 1.394 à 3.486 kJ/kg d'aluminium
ou d'alliage d'aluminium fondu. -
3. Procédé suivant la revendication 2, caracté-
risé en ce que la fourniture moyenne de chaleur dans ledit four -est inférieure A 2 324 kJ/kg d'aluminium ou d'alliage
d'aluminium fondu.
4. Procédé suivant la revendication 1, caracté-
risé en ce qu'il comprend la phase consistant à faire couler directement le métal fondu du four à cuve verticale
à l'orifice de sortie du four sans former un bain de métal.
5. Procédé suivant la revendication 1, caracté-
risé en ce que ladite phase de transfert de chaleur comprend une phase consistant à diriger les flammes d'une pluralité de brtleurs dans la charge d'aluminium ou d'alliage d'aluminium à la partie inférieure de ladite charge de manière que lesdites flammes des brtleurs soient inclinées vers le bas et soient disposées dans des plans verticaux ne coincidant pas qui se coupent au voisinage de
l'axe du four à cuve verticale.
6. Four à cuve verticale pour la fusion d'alumi-
nium et de ses alliages, comprenant une chambre de fusion (12) allongée verticalement, une sole concave (24) et un chenal de coulée (26) formés d'une matière réfractaire, un trou de coulée pour extraire l'aluminium fondu du four, ladite sole et ledit chenal de coulée étant inclinés vers
- - 2576912
le bas en direction du trou de coulée, une pluralité de brtleurs (32 à 38) agencés autour de la chambre de fusion (12) au-dessus de la sole (24) les axes desdits brtleurs étant inclinés vers le bas de façon à 9tre dirigés sur une portion opposée de la sole (24), grace à quoi le "souffla-
ge" d'aluminium fondu, semi-fondu ou solide dans les brt-
leurs est ainsi empeché.
7. Four à cuve verticale suivant la revendica-
tion 6, caractérisé en ce que lesdits brtleurs sont cons-
titués par au moins quatre brûleurs (32, 34, 36, 38)
inclinés vers le bas suivant un angle de 15 à 45 .
-8. Four à cuve verticale suivant la revendica-
tion 7, caractérisé en ce que l'angle d'inclinaison des-
dits brtleurs est d'environ 30 .
9. Four à cuve verticale suivant la revendica-
tion 6, caractérisé en ce que les axes desdits bràleurs (32, 34, 36, 38) sont disposés dans des plans verticaux ne coincidant pas qui se coupent en un point décalé par rapport à l'axe de la chambre de fusion (12) en direction
dudit chenal de coulée (26).
10. Four à cuve verticale suivant la revendica-
tion 6, caractérisé en ce que ladite sole concave (24) et ledit chenal de coulée (26) sont solidaires et formés d'une matière réfractaire pouvant 9tre coulée, ladite sole comportant une portion conique (46) qui est inclinée vers
le bas en direction du chenal de coulée (26).
11. Four à cuve verticale suivant la revendica-
tion 6, caractérisé en ce qu'il comprend un tunnel d'accès (28) formé d'une matière réfractaire et disposé au-dessus dudit chenal de coulée (26) , un autre brtileur (40) étant disposé dans ledit tunnel d'accès pour entretenir dans celui-ci une température plus élevée, ledit autre brûleur (40) dirigeant son échappement dans ladite chambre de fusion (12) et transférant par convection de la chaleur à
l'aluminium ou à l'alliage d'aluminium chargé dans le four.
- 17 -6912
12. Procédé pour fondre de l'aluminium ou des alliages d'aluminium caractérisé en ce qu'il comprend les phases consistant: à réaliser un four à cuve verticale ayant un axe vertical et une sole avec un trou de coulée pour extraire l'aluminium ou l'alliage d'aluminium fondu,
à charger la cuve avec de l'aluminium ou un alliage d'alu-
minium, à transférer à peu près entièrement par convection une quantité de chaleur suffisante à l'aluminium ou à l'alliage d'aluminium pour fondre complètement le métal dans le four, ladite phase de transfert de chaleur comprenant des phases consistant à diriger les flammes d'une pluralité de brâleurs dans la charge d'aluminium ou d'alliage d'aluminium à la partie inférieure de celle-ci, les axes desdits brûleurs étant disposés dans des plans verticaux ne coincidant pas et inclinés vers le bas de façon que leurs flammes soient dirigées pour frapper sur des régions de la sole concave qui sont situées à l'opposé des brâleurs respectifs, grace à quoi le soufflage de métal fondu, semi-fondu ou solide dans les brûleurs est empêché, lesdits plans verticaux se coupant au voisinage de l'axe du four pour former en ce point une zone de chauffage, à fondre ladite charge avec la chaleur provenant de ladite zone de chauffage, qui monte verticalement à travers la charge pour pré- chauffer et fondre celle-ci à peu près entièrement par convection, et à faire couler le métal fondu directement de la sole du four à cuve verticale vers le trou de coulée sans former de bain de métal, à extraire
le métal fondu du trou de coulée du four.
13. Procédé suivant la revendication 12, -0 caractérisé en ce que ladite sole comporte un chenal de
coulée (26) et ladite phase d'écoulement comprend une pha-
se consistant à diriger l'écoulement net des gaz chauds
des brûleurs vers le chenal de coulée.
14. Prccédé suivant la revendicaticn 12, caractérisé en ce que l'inclinaison desdits brûleurs vers
le bas est de 15 à 45 .
- 1 8 - 2 769 12
15. Procédé suivant la revendication 14, caractérisé en ce que l'inclinaison des brûleurs vers le
bas est d'environ 30 .
16. Procédé suivant la revendication 13, caractérisé en ce qu'il comprend une phase consistant à diriger la chaleur de l'un des brûleurs de ladite pluralité de brûleurs dans une direction parallèle et opposée au sens d'écoulement du métal fondu dans le chenal de coulée (26) et avec une inclinaison vers le bas inférieure à
celle des autres brûleurs.
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|---|---|---|---|---|
| US5078368A (en) * | 1990-05-07 | 1992-01-07 | Indugas, Inc. | Gas fired melting furnace |
| US5397109A (en) * | 1993-10-29 | 1995-03-14 | Southwire Company | Reduced emissions metal melting furnace |
| US6113670A (en) * | 1998-04-03 | 2000-09-05 | Thermtronix Corporation | Twin chamber combustion furnace |
| DE10129219A1 (de) * | 2001-06-19 | 2003-01-09 | Messer Griesheim Gmbh Frankfur | Verfahren zum Einschmelzen von Aluminium |
| DE10328903A1 (de) * | 2003-06-26 | 2005-02-17 | Honsel Gmbh & Co Kg | Verfahren und Vorrichtung zum Trennen von in Aluminumlegierungen enthaltenen Eisenwerkstoffteilen |
| US7282172B2 (en) * | 2004-01-28 | 2007-10-16 | North American Manufacturing Company | Vertical shaft melting furnace |
| DE102010047056B4 (de) | 2010-09-29 | 2021-07-29 | Kme Mansfeld Gmbh | Verfahren zum Einschmelzen von NE-Metallen in einem gasbefeuerten Schachtofen und Schachtofenanlage zur Durchführung des Verfahrens |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3383099A (en) * | 1965-10-24 | 1968-05-14 | Bbc Brown Boveri & Cie | Method and apparatus for rapid heating of solid materials |
| US3663203A (en) * | 1969-04-01 | 1972-05-16 | Columbia Gas Syst | Melting of fusible materials |
| DE2553697A1 (de) * | 1975-11-28 | 1977-06-02 | Nippon Crucible Co | Metallschmelzofen |
| JPS58207301A (ja) * | 1982-05-26 | 1983-12-02 | Kawasaki Steel Corp | Ｆｅ−Ａｌ，Ｆｅ−Ｓｉ系溶融金属の製造方法 |
| JPS59107038A (ja) * | 1982-12-10 | 1984-06-21 | Kawasaki Steel Corp | アルミニウム又はアルミニウム合金の製錬方法 |
| JPS59159943A (ja) * | 1983-02-28 | 1984-09-10 | Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd | アルミ溶鉱炉における中間生成物の炉外取出装置 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU395686A1 (ru) * | 1972-04-05 | 1973-08-28 | Газовая печь для плавки металла |
-
1985
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Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3383099A (en) * | 1965-10-24 | 1968-05-14 | Bbc Brown Boveri & Cie | Method and apparatus for rapid heating of solid materials |
| US3663203A (en) * | 1969-04-01 | 1972-05-16 | Columbia Gas Syst | Melting of fusible materials |
| DE2553697A1 (de) * | 1975-11-28 | 1977-06-02 | Nippon Crucible Co | Metallschmelzofen |
| JPS58207301A (ja) * | 1982-05-26 | 1983-12-02 | Kawasaki Steel Corp | Ｆｅ−Ａｌ，Ｆｅ−Ｓｉ系溶融金属の製造方法 |
| JPS59107038A (ja) * | 1982-12-10 | 1984-06-21 | Kawasaki Steel Corp | アルミニウム又はアルミニウム合金の製錬方法 |
| JPS59159943A (ja) * | 1983-02-28 | 1984-09-10 | Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd | アルミ溶鉱炉における中間生成物の炉外取出装置 |
Non-Patent Citations (7)
| Title |
|---|
| CHEMICAL ABSTRACTS, vol. 100, 1984, page 214, résumé no. 124712m, Columbus, Ohio, US; & JP-A-58 207 301 (KAWASAKI STEEL CORP.) 02-12-1983 * |
| CHEMICAL ABSTRACTS, vol. 101, 1984, page 193, résumé no. 214521y, Columbus, Ohio, US; & JP-A-59 159 943 (HEAVY INDUSTRIES CO. LTD) 10-09-1984 * |
| CHEMICAL ABSTRACTS, vol. 101, 1984, page 218, résumé no. 155578x, Columbus, Ohio, US; & JP-A-59 107 038 (KAWASAKI STEEL CORP.) 21-06-1984 * |
| CHEMICAL ABSTRACTS, vol. 102, 1985, page 210, résumé no. 49202f, Columbus, Ohio, US; D. BARNES et al.: "Development of a continuous melting furnace for aluminum", & LIGHT MET. AGE 1984, 42(9-10), 16-19 * |
| CHEMICAL ABSTRACTS, vol. 104, 1986, page 245, résumé no. 54679n, Columbus, Ohio, US; D. BARNES et al.: "Development of a continuous melting furnace", & ALUMINIUM (D]SSELDORF) 1985, 61(12), 923-5 * |
| CHEMICAL ABSTRACTS, vol. 93, 1980, page 228, résumé no. 136241g, Columbus, Ohio, US; V.B. GOGIN et al.: "Experience of adopting melting-casting units from shaft-tank furnaces", & TSVETN. MET. 1980 (5), 69-70 * |
| CHEMICAL ABSTRACTS, vol. 93, 1980, page 250, résumé no. 190362k, Columbus, Ohio, US; V.G. LOFFE et al.: "Possible use of shaft-reverberatory furnaces for the remelting of scrap and waste products", & TSVETN. MET. 1980, (8), 81-3 * |
Also Published As
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